2019高中物理课下能力提升六第十一章第5节外力作用下的振动（含解析）新人教版 4页

外力作用下的振动[基础练]一、选择题1．下列各种振动中，不是受迫振动的是(　　)A．敲击后的锣面的振动B．缝纫机针的振动C．人挑担子时，担子上下振动D．蜻蜓、蝴蝶翅膀的振动2．[多选](2016·聊城高二检测)下列说法中正确的是(　　)A．阻尼振动是减幅振动B．实际的振动系统不可避免地要受到阻尼作用C．阻尼振动的振幅逐渐减小，所以周期也逐渐减小D．阻尼过大时，系统将不能发生振动3．如图所示，一根水平张紧的绳子上系着五个单摆，摆长从左至右依次为、l、、l、2l，若让D摆先摆动起来，周期为T，稳定时A、B、C、E各摆的情况是(　　)A．B摆振动的振幅最大B．E摆振动的振幅最大C．C摆振动周期小于TD．A摆振动周期大于T4．[多选]一洗衣机脱水筒在正常工作时非常平稳，当切断电源后，发现洗衣机先是振动越来越剧烈，然后振动再逐渐减弱，对这一现象，下列说法正确的是(　　)A．正常工作时，洗衣机脱水筒的运转频率比洗衣机的固有频率大B．正常工作时，洗衣机脱水筒的运转频率比洗衣机的固有频率小C．正常工作时，洗衣机脱水筒的运转频率等于洗衣机的固有频率D．当洗衣机振动最剧烈时，洗衣机脱水筒的运转频率恰好等于洗衣机的固有频率5．在飞机的发展史中有一个阶段，飞机上天后不久，飞机的机翼(翅膀)很快就抖动起来，而且越抖越厉害。后来人们经过了艰苦的探索，利用在飞机机翼前缘处装置一个配重杆的方法，解决了这一问题。在飞机机翼前装置配重杆的目的主要是(　　)A．加大飞机的惯性B．使机体更加平衡C．使机翼更加牢固D．改变机翼的固有频率二、非选择题6．如图所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆。当a摆振动的时候，通过张紧的绳子给其他各摆施加驱动力，使其余各摆也振动起来，此时b摆的振动周期________(选填“大于”、“等于”或“小于”)d摆的周期。图乙是a摆的振动图象，重力加速度g，则a的摆n长为________。[提能练]一、选择题1．自由摆动的秋千，摆动的振幅越来越小，下列说法正确的是(　　)A．机械能守恒B．能量正在消失C．总能量守恒，机械能减小D．只有动能和势能的相互转化2．[多选]某简谐振子，自由振动时的振动图象如图甲中的曲线Ⅰ所示，而在某驱动力作用下做受迫振动时，稳定后的振动图象如图甲中的曲线Ⅱ所示，那么，此受迫振动对应的状态可能是图乙中的(　　)A．a点　　　　　　　　B．b点C．c点D．一定不是c点3．下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，如图所示，则(　　)驱动力频率/Hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固＝60HzB．60Hz＜f固＜70HzC．50Hz＜f固＜60HzD．以上三项都不对4．如图所示装置中，已知弹簧振子的固有频率f固＝2Hz，电动机皮带轮的直径d1是曲轴皮带轮d2的。为使弹簧振子的振幅最大，则电动机的转速应为(　　)nA．60r/minB．120r/minC．30r/minD．240r/min二、非选择题5．如图所示是用来测量各种电动机转速计的原理图。在同一铁支架MN上焊有固有频率依次为80Hz、60Hz、40Hz、20Hz的四个钢片a、b、c、d。将M端与正在转动的电动机接触，发现b钢片振幅最大。(1)电动机的转速为________r/s。(2)四个钢片a、b、c、d的振动频率分别是________、________、________、________。6．汽车的重量一般支撑在固定于轴承上的若干弹簧上，弹簧的等效劲度系数k＝1.5×105N/m，汽车开动时，在振幅较小的情况下，其上下自由振动的频率满足f＝(L为车厢在平衡位置时，弹簧的压缩长度)。若人体可以看成一个弹性体，其固有频率约为2Hz，已知汽车的质量为600kg，每个人的质量为70kg，则这辆车乘坐几个人时，人感觉到最难受？(取g＝9.8m/s2)答案[基础练]1．解析：选A　受迫振动是物体在周期性驱动力作用下的运动，而锣面在敲击后并没有受到周期性驱动力作用，A不是受迫振动；B、C、D都是在做受迫振动。2．解析：选ABD　阻尼振动是减幅振动，振动周期为振动系统的固有周期；实际的振动系统不可避免地要受阻尼作用；阻尼过大时，系统将不能发生振动，故选项A、B、D正确。3．解析：选A　这是一个受迫振动的问题，由D摆提供驱动力，提供A、B、C、E摆振动的能量，A、B、C、E摆做受迫振动，其振动的频率和周期等于D摆的振动频率和周期，C、D错误；因为B摆的摆长与D摆相等，B摆的固有周期等于驱动力的周期，满足发生共振的条件，B摆发生共振，振幅最大，A正确，B错误。4．解析：选AD　切断电源后脱水筒的转速越来越小，即脱水筒的运转频率越来越小，由题意，当洗衣机脱水筒正常工作时，非常稳定，可知，正常工作时频率大于洗衣机的固有频率，A正确；当振动最剧烈时，洗衣机发生了共振，D正确。5．解析：选D　飞机抖动的厉害是因为发生了共振现象，想要解决这一问题需要使系统的固有频率与驱动力的频率差别增大，在飞机机翼前缘处装置一个配重杆，改变的是机翼的固有频率，D正确。6．解析：a摆摆动起来后，通过张紧的绳子对b、c、d三个摆施加周期性的驱动力，使b、c、dn三摆做受迫振动，三摆做受迫振动的频率等于驱动力的频率，由于驱动力频率相同，则三摆的周期相同。据乙图可知：T＝2t0，再据：T＝2π可知，a摆摆长：l＝。答案：等于　[提能练]1．解析：选C　自由摆动的秋千可以看做阻尼振动的模型，振动系统中的能量转化不只是系统内部动能和势能的相互转化，振动系统是一个开放系统，与外界时刻进行能量交换；系统由于受到阻力，消耗系统能量做功，而使振动的能量不断减小，但总能量守恒，C正确。2．解析：选AD　振子的固有周期与驱动力周期的关系是T驱＝T固，所以受迫振动的状态一定不是图乙中的b点和c点，可能是a点，A、D正确。3．解析：选C　从图中所示的共振曲线，可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大，并从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢；比较各组数据知f驱在50～60Hz范围内时，振幅变化最小，因此，50Hz＜f固＜60Hz，C正确。4．解析：选D　若使振子振幅最大，则曲轴转动频率为f＝2Hz，即转速为2r/s，由于＝＝，ω1r1＝ω2r2，故＝，所以电动机转速为4r/s，即240r/min，D正确。5．解析：(1)b钢片的振幅最大，说明b钢片发生了共振，或者是电动机转动的频率最接近60Hz，此时可认为b钢片发生了共振，由共振发生的条件可知f驱＝f固，因此电动机的转动频率为60Hz，即转速为60r/s。(2)四个钢片a、b、c、d都是做受迫振动，其振动频率与固有频率无关，都等于驱动力的频率，即都等于电动机的转动频率60Hz。答案：(1)60　(2)60Hz　60Hz　60Hz　60Hz6．解析：人体固有频率为2Hz，当汽车的振动频率与其相等时，人体与之发生共振，人感觉最难受。即f＝＝f固，所以L＝解得L≈0.0621m由胡克定律有kL＝(m车＋nm人)g得n＝≈5故这辆车乘坐5个人时，人感觉最难受。答案：5人